Wiadomości

Nagroda Enlighten dla Toyoty

Toyota została uhonorowana tegoroczną nagrodą Altair Enlighten za wprowadzenie do seryjnych samochodów elementów z kompozytów zbrojonych włóknem węglowym.

Nagrodę Altair Enlighten – jedyne branżowe wyróżnienie za zmniejszanie masy pojazdów – przyznają od pięciu lat międzynarodowe stowarzyszenie inżynierów motoryzacyjnych SAE International i Center for Automotive Research (CAR) we współpracy z firmą Altair, wiodącym producentem oprogramowania inżynierskiego.

Koncernowi Toyota nagrodę Altair Enlighten przyznano za rozszerzanie wykorzystania kompozytów zbrojonych włóknem węglowym poza obszar pojazdów wyczynowych. Z materiałów tych wykonane są wewnętrzne panele pokrywy bagażnika nowej Toyoty Prius Plug-in Hybrid, a także elementy drzwi i pokrywy bagażnika Lexusa LC.

Wydajny proces SMC

Kompozyty zbrojone włóknem węglowym (CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastic) to materiały o wytrzymałości porównywalnej ze stalą przy znacznie mniejszej masie, a przy tym odporne na korozję. Ze względu na te zalety, swe pierwsze zastosowania znalazły w technice kosmicznej i lotniczej – jest z nich np. zbudowany płatowiec najnowocześniejszego samolotu pasażerskiego świata, Boeinga 787 Dreamliner.

Przy wytwarzaniu elementów kompozytowych Toyota używa procesu SMC (Sheet Moulded Compound), pozwalającego przyspieszyć i uprościć produkcję, a zatem obniżyć jej koszty. Jednocześnie metoda SMC, w której włókna o długości ok. 2,5 cm są wstępnie zmieszane z żywicą, umożliwia bardziej swobodne formowanie elementów, niż w przypadku tradycyjnie wykorzystywanych do zbrojenia kompozytów tkanin węglowych.

Jak wyjaśnia JP Flaharty, szef programu strategii technicznej w Toyota North America R&D, pozwoliło to projektantom lepiej zagospodarować przestrzeń wewnątrz Priusa Plug-in Hybrid, zwłaszcza wobec większej objętości akumulatora trakcyjnego. – Chodzi nie tylko o mniejszą masę, ale i o optymalizację struktury, co zapewnia lepszą widoczność z wnętrza, większą funkcjonalność i więcej przestrzeni wewnątrz samochodu – mówi Flaharty. Zastosowanie SMC w Priusie Plug-in Hybrid umożliwiło zaprojektowanie węższych tylnych słupków, co poprawiło widoczność do tyłu.

Mniejsza masa to lepsze osiągi

Dzięki zastosowaniu kompozytów zbrojonych włóknem węglowym pokrywa bagażnika Priusa Plug-in Hybrid  jest o 40 procent lżejsza, niż gdyby została wykonana z aluminium. Zbudowane z użyciem kompozytów drzwi Lexusa LC mają masę o 47 procent mniejszą od analogicznych struktur stalowych, zaś w przypadku pokrywy bagażnika LC oszczędność masy wyniosła 40 procent.

Wprowadzony w tym roku nowy Prius Plug-in Hybrid powstał w oparciu o Priusa czwartej generacji, zbudowanego na platformie TNGA. Zasięg Priusa Plug-in Hybrid  w trybie elektrycznym  wzrósł dwukrotnie, do 50 km, a prędkość maksymalną na silniku elektrycznym zwiększono z 85 do 135 km/h. Uzyskanie większego zasięgu było możliwe dzięki zastosowaniu akumulatora o większej pojemności i gęstości energii, a także zmniejszeniu masy poszczególnych elementów samochodu. Wykorzystano też szereg nowatorskich technologii, w tym nowy system ogrzewania baterii, energooszczędną i wydajną klimatyzację opartą na pompie ciepła czy panele fotowoltaiczne na dachu, które zwiększają zasięg auta w trybie elektrycznym.

Zastosowanie lekkich elementów w Lexusie LC pozwoliło uzyskać lepszą dynamikę i własności jezdne samochodu, m.in. dzięki obniżeniu położenia środka masy. Flagowe coupe Lexusa to pierwszy samochód zbudowany w oparciu o platformę GA-L (Global Architecture – Luxury), zapewniającej bardzo dużą sztywność nadwozia i optymalną charakterystykę bezwładnościową. Model LC 500 wyposażono w pięciolitrowy silnik V8 o mocy 477 KM, rozpędzający auto do 100 km/h w czasie poniżej 4,5 sekundy, zaś hybrydowy Lexus LC 500h wykorzystuje jednostkę napędową Multi Stage Hybrid System z 3,5-litrowym silnikiem V6.